高密度湿型的型砂性能要求

湿型砂的检测要求与质量控制—转载鉴于有许多铸造企业仍然对型砂的质量要求很模糊，本人特意根据相关的资料整理了这份文章，没有复杂的理论，以供同行参考为了保证湿型铸件表面质量，有必要对所使用的型砂的性能进行全面了解，而不是偶尔检测一下型砂的几种性能，尽可能的确定铸件缺陷是由哪个型砂性能不足引起的，以减少损失。

湿型砂检测项目1、含水量型砂含水量高，铸件的针孔、气孔、呛火、胀砂、夹砂、水爆炸粘砂等缺陷增加。

在保证型砂的使用性能的前提下，应尽可能降低水分。

一般在造型机处含水量在 2.5—4.0%之间，手工造型可以再放宽一点，紧实率/含水量的比率应控制在10--12:1。

型砂的含水量只是型砂中所含自由水的绝对数量，并不反映型砂的干湿程度。

如果型砂含有大量吸水粉尘，那么含水量高达5%，可能型砂还会显得太干，起模困难，这在许多中小型铸造企业都存在这种情况，一方面是没有人去管理，有些企业型砂反复使用10多年，连简单的除尘都不做，一方面是因为用的原材料不好，原砂是就近购买，膨润土和煤粉也没有什么要求。

2、紧实率型砂的干湿程度可以用紧实率来表示。

无论型砂的粉尘含量多少，它都有一个适宜的紧实率，只是含水量不同。

一般手工造型紧实率控制在46%左右，射压、挤压、静压造型紧实率控制在30—40%，夏季略高一点。

型砂检测一般宜在造型机处取样，在混砂机处取样应补偿运输和储存过程中的水分流失。

有些高压造型或气冲造型的砂型，3次锤击的试样并不能代表实际生产情况，有时候可能需要经过10次之多的锤击制样，具体应做对比确定次数，由此制作的试样其他方面的数据也会有明显变化。

3、透气率型砂必须具有良好的透气能力，以免浇注过程中发生呛火和铸件产生气孔缺陷。

透气能力也不能过高，否则会造成铸件表面粗糙和机械粘砂。

大多数型砂要求透气率在80—140，手工使用的面砂透气率可以低至60。

4、湿压强度目前国内的试样筒工作表面粗糙，耐磨性差，较易磨损，使测得强度值偏低，透气率偏高，制样器不宜放置在木桌上，在水泥台上也需垫上6mm以上的橡胶板，否则测得的湿压强度可能会偏低25%左右。

应用手册第1章 - 型砂1型砂T:\Manuals\Text\DISA 230\Application manuals\DISA 230\Chinese\Edition 03-03\230-B compatible\moulding sand.fm 1.12110平均砂粒度(洗选砂)0.14-0.28 DIN AFS 110-60粒度分布(洗选砂)对90%的粒度使用3-4个筛子湿压强度1500-2100 p/cm221-30 psi湿拉强度>200p/cm2>2.9 psi抗裂强度>300p/cm2>4.3 psi湿抗拉强度>20p/cm2>0.3 psi透气性>50>50紧实率40% ± 2%40% ± 2%水分含量调节直到紧实率达到40% ±2%活性粘土含量(MB)>7%>7%AFS粘土含量活性粘土为+3至4.5%烧损 3.5-5% 3.5-5%表1: 对标准型砂建议的物理特性2013 / 230 / 240平均砂粒度(洗选砂)0.14-0.22 DIN AFS 110-75粒度分布(洗选砂)对90%的粒度使用3-4个筛子湿压强度1700-2100 p/cm225-30 psi湿拉强度>200p/cm2>2.9 psi抗裂强度>300p/cm2>4.3 psi湿抗拉强度>20p/cm2>0.3 psi透气性>50>50紧实率40% ± 2%40% ± 2%水分含量调节直到紧实率达到40% ±2%活性粘土含量(MB)>7%>7%AFS粘土含量活性粘土为+3至4.5%烧损 3.5-5% 3.5-5%表2: 对标准型砂建议的物理特性1.2T:\Manuals\Text\DISA 230\Application manuals\DISA 230\Chinese\Edition 03-03\230-B compatible\moulding sand.fm应用手册第1.1节 - 高密度湿砂造型1.1高密度湿砂造型与用化学粘结剂的其它砂造型方法相比，用粘土做粘结剂型砂的费用低得多，其生产出的铸件质量和生产效率与后者相当，甚至更好些。

湿型砂的性能为了保证湿型铸件具有良好的表面质量，必须使用良好性能的型砂。

本文将介绍高质量湿型砂的性能要求、工厂实际应用实例，并分析型砂性能与铸件品质之间的关系。

一般认为使用造型紧实压力150～400kPa的普通震压式造型机，砂型平面硬度才只有70～80度，垂直面下端硬度可能只有50～60度，铸件局部极易产生缩孔、缩松、胀砂和粘砂缺陷。

由于砂型平均密度仅1.2～1.3 g/cm3，称为低密度造型或低压造型。

为了克服上述缺点，出现了气动微震造型机，在压实的同时增添了震动作用，改善了砂型紧实时型砂的流动性能，使压实比压几乎相当于提高了一倍，达到400～700kPa左右，砂型平面硬度大约为80～90度，平均密度可能在1.4～1.5g/cm3范围内。

密度比较均匀，减少了局部缩松、胀砂和粘砂缺陷。

近代化造型机的压实比压有可能提高到700kPa或稍高，所得到砂型表面硬度大约为90～95度，平均密度可达1.5～1.6g/cm3，称为高密度造型方法。

高密度造型的生产效率高、铸件尺寸精度高，机械加工余量少。

应用多触头高压、气冲、挤压（即垂直分型无箱射压造型）、射压、静压等造型机制成砂型都可能达到上述的紧实密度，因而国内外应用日益普遍。

为了具体说明湿型砂的性能和控制范围，本文数据搜集大部分取自上世纪90年代中外公开发行刊物。

还有一部分数据是由国内各工厂的工程师提供的，凡属未正式发表过的都不注明工厂名称，所列举数据只是当时情况，并不代表目前实际状况。

本文中各种性能排列顺序基本上按照日常检验的顺序和常用性。

有关型砂检测方法另有专门文章中介绍。

1 紧实率和含水量型砂的手感干湿程度是极为重要的性能，它反映型砂是否处于最适宜的造型状态。

直到1969年才找到如何用数值衡量型砂干湿程度的方法，即测定型砂的紧实率。

湿型砂不可太干，紧实率不可过低，因为型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。

高密度湿型的型砂原材料品质要求于震宗（清华大学）2002年5月摘要高密度湿型对型砂的原材料提出比较高的要求。

应当选购高品质的膨润土和煤粉。

使用淀粉的铸造工厂应注意其中是否含有杂质。

文章还对回用砂和原砂的性能提出要求。

此外，也不可使用含电解质过多的和被污染的水。

关键词高密度湿型型砂原材料The Quality Requirement of Raw Materials for High Density MoldingYu Zhenzong (Tsinghua University)Abstract The high density molding set a comparative higher requirement on the quality of raw materials for molding sand. Bentonite and seacoal of excellent quality should be choiced. The starch user should be aware whether it contains any impurities. This paper also speaks of the property requirements of reused sand and new sand. In addition, the water containing high level electrolyte or contaminated water cannot be used for sand preparation.Keywords High Density Molding Raw Materials of Molding Sand前言高密度造型（或称高紧实度造型）包括多触头高压、气冲、挤压、射压、静压、吸压等造型方法对型砂品质的要求比较严格[1]。

制备出高品质型砂的最主要关键之一是选用优良品质的型砂原材料。

砂型铸造-湿型铸造1 概述粘土砂型可分为湿型、干砂型和表面烘干砂型。

三者之间的主要差别在于：湿型是造好的砂型不经烘干，直接浇入高温金属液体；干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘干；表面烘干砂型只在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度（一般5～10mm，大件20mm以上）。

目前，湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，大约占所有砂型使用量的60～70％，但是这种方法还不适合很大或很厚实的铸件。

表面烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力，缩短生产周期，所以曾在中型和较大型铸铁件的生产中推广过。

通常采用较粗砂粒（使有高的透气性），加入较多粘土和水分，有时还在型砂中加1～2％的木屑（提高抗夹砂结疤能力），其型腔表面必须涂敷涂料。

干型主要用于重型铸铁件和某些铸钢件，为了防止烘干时铸型开裂，一般在加入膨润土的同时还加入普通粘土。

干型主要靠涂料保证铸件表面质量。

其型砂和砂型的质量比较容易控制，但是砂型生产周期长，需要专门的烘干设备，铸件尺寸精度较差，因此，近些年的干型，包括表面烘干的粘土政型已大部分被化学粘结的自硬砂型所取代。

2 湿型铸造2.1湿型铸造特点湿型铸造法的基本特点是砂型（芯）无需烘干，不存在硬化过程。

其主要优点是生产灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程的机械化和自动化；材料成本低；节省了烘干设备、燃料、电力及车间生产面积；延长了砂箱使用寿命等。

但是，采用湿型铸造，也容易使铸件产生一些铸造缺陷，如：夹砂、结疤、鼠尾、粘沙、气孔、砂眼、胀砂等。

随着铸造科学技术的发展，对金属与铸型相互作用原理的理解更加深刻；对型砂质量的控制更为有效；加上现代化砂处理设备使型砂质量得到了一定保证；先进的造型机械使型砂紧实均匀，起模平稳，铸型的质量较高，促进了湿型铸造方法应用范围的扩大。

例如汽车、拖拉机、柴油机等工业中，质量在300～500kg 以下的薄壁铸铁件，现都已成功地采用湿型铸造。

湿型砂检测技术于震宗目录1 引言 1 ２湿型砂取样方法 1 3 湿型砂基本组成物2 3．1 含水量 2 3.2 含泥量3 3.３砂粒细度4 3.4 有效膨润土量 6 ３．5 有效煤粉量7４湿型砂特性9 4．1 标准工艺试样制备9 4.２紧实率的测定10 4.3 透气性1０4．4 型砂强度1２4.5 破碎指数１4 4.６可紧实姓和流动性１5 ４.7 起模性1６4.8 表面耐磨性1７４.9 热湿拉强度1７４.1激热开裂试验184．11 抗机械粘砂性能18 4.12 砂型硬度１9 5 型砂检测频率和结果整理19 5.1 型砂检测频率19 5.2 检测结果整理201 引言为了保证湿型铸件具有良好的表面品质,必须使用经过检验证明的良好品质型砂。

一个正规的铸造工厂型砂实验室中对型砂品质检测应当包括：①型砂组成物如砂粒、有效膨润土、有效煤粉、水、灰分、团块等;②型砂特性如紧实率、透气率、强度、韧性、流动性、温度、起模性、表面耐磨性、抗粘砂能力、抗夹砂能力等。

上述的组成物含量和型砂特性统称为型砂性能，这两部分性能是密切联系在一起的。

本文将介绍高品质湿型砂对性能的测试方法。

旧砂的组成物与型砂基本相同，只是含量多少有一些区别，将与型砂一并讨论。

本文专供型砂实验室工作人员参考,有关湿型砂性能的具体要求另有专文介绍,不在本文范围之内。

2湿型砂取样方法根据GB/T 2684-１９8１《铸造用原砂及混合料试验方法》标准规定,选取型砂试样应避免从砂堆表层收集已失去部分水分的混合料。

试验用试样必须取经过与铸造车间相同方法处理过的型砂，直接从铸造车间混砂处取样,以及从造型处取样。

应当取3份样并混匀，一次不少于２kg，送往型砂实验室进行检验。

补充说明:⑴应当由实验员亲自取样,不由混砂工或其他人代取代送，以保证试验结果严谨可靠。

⑵型砂的取样地点应为混砂机和造型机两处。

前者可以及时发现性能有无异常,以便立即采取纠正措施。

由于湿型砂从混砂机运送到造型机时各种性能有变化,为了满足造型和浇注的要求,以及铸件表面品质的需要,应当以造型机处型砂性能为控制基准。

黏土湿型砂高密度造型时型砂的组成配比如何确定？
高密度造型砂的基本特点是：黏土含量高，水分低，煤粉的加入量也较低。

因此，在配砂时应把握好以下几点。

①黏土含量和含泥量。

黏土含量高的湿型砂，随比压升高强度
提高，通常有效膨润土控制在7%~10%.型砂中有效黏土和死黏土之和相当于含泥量，含泥量一般控制在12%~16%。

含泥量太高或太低均会影响型砂的各项性能指标。

②水分。

型砂中的水分是决定黏土的塑性和黏结力的主要因素。

水分太高时，易引起黏土黏结力恶化，型砂的流动性下降，得不到均匀的铸型密度。

水分太低时，型砂不易混匀，型砂强度低时，脆性大，起模差，易使铸件产生粘砂缺陷。

一般水分应控制在比得到湿压强度峰值时的水分高出10%~20%. ③原砂粒度。

高密度造型时砂型密度较高，浇注时膨胀大，因
此原砂粒不宜过分集中，原砂颗粒呈圆形或多角形，一般选择三筛砂或四筛砂。

④煤粉。

一般有效煤粉含量控制在5.5%以下。

铸件厚薄不同，
砂铁比不同，煤粉补加量也不同，一般控制在0.3%~1.0%之间（铸件越厚，或者砂铁比越低，则型砂的温度越高，煤粉失效比越大，故煤粉补加量应取高值；反之应取低值）。

前言高密度造型方法（或称高紧实度造型，包括多触头高压、气冲、挤压、射压、静压、吸压造型方法）的生产效率高、铸件品质较好，因而国内外应用都很普遍。

高密度造型对型砂品质的要求比较严格。

本文用表格（见文后附表）列举部分典型的国内外铸造厂实际应用的和部分设备公司推荐的高密度砂型主要的和经常测定的型砂性能，并加以评论。

1 紧实率和含水量湿型砂不可太干，否则膨润土未被充分润湿，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。

型砂也不可太湿，过湿型砂易使铸件产生针孔、气孔、呛火、水爆炸、夹砂、粘砂等缺陷，而且型砂太粘、型砂在砂斗中搭桥、造型流动性降低。

使砂型型腔表面松紧不均；还可能导致造型紧实距离过大和压头陷入砂箱边缘以内而损伤模具和砂型吃砂量过小。

表明型砂干湿状态的参数有两种：紧实率和含水量。

附表中国内各厂的紧实率和含水量除特别注明以外，取样地点都在混砂机处。

但是型砂紧实率和含水量的控制应以造型处取样测定为准。

从混砂机运送到造型机时紧实率和含水量下降幅度因气候温度和湿度状况、运输距离、型砂温度等因素而异。

如果只根据混砂机处取样检测结果控制型砂的湿度，就要略增少许，以补偿紧实率和水分的损失。

以前的观点认为手工造型和震压式机器造型最适宜于湿状态下的紧实率大约在45～50%；高压造型和气冲造型时为40～45%；挤压造型要求流动性好，紧实率为35～40%。

由表中可以看出，目前铸件品质较好的工厂，高密度造型的型砂紧实率（大多是从混砂机取样）通常都在25～45%范围内，比较集中于30～40%之间，比以前有明显降低。

这是由于高密度造型设备的起模精度提高，而且要求砂型各部位硬度均匀分布，使型砂的流动性成为重要因素。

工厂的控制原则大多是只要能够保证起模顺利就尽力降低紧实率。

从减少铸件气孔缺陷的角度出发，要求最适宜干湿状态下型砂的含水量尽可能低。

高强度型砂的膨润土加入量多，型砂中含有较多灰分，所购入煤粉和膨润土因品质低劣而需要增大加入量，混砂机的加料顺序不当、揉碾作用不强、刮砂板磨损、混砂时间太短，以致型砂中存在较多不起粘结作用的小粘土团块，都会提高型砂的含水量。

湿型砂的性能为了保证湿型铸件具有良好的表面质量，必须使用良好性能的型砂。

本文将介绍高质量湿型砂的性能要求、工厂实际应用实例，并分析型砂性能与铸件品质之间的关系。

一般认为使用造型紧实压力150～400kPa的普通震压式造型机，砂型平面硬度才只有70～80度，垂直面下端硬度可能只有50～60度，铸件局部极易产生缩孔、缩松、胀砂和粘砂缺陷。

由于砂型平均密度仅1.2～1.3 g/cm3，称为低密度造型或低压造型。

为了克服上述缺点，出现了气动微震造型机，在压实的同时增添了震动作用，改善了砂型紧实时型砂的流动性能，使压实比压几乎相当于提高了一倍，达到400～700kPa左右，砂型平面硬度大约为80～90度，平均密度可能在1.4～1.5g/cm3范围内。

密度比较均匀，减少了局部缩松、胀砂和粘砂缺陷。

近代化造型机的压实比压有可能提高到700kPa或稍高，所得到砂型表面硬度大约为90～95度，平均密度可达1.5～1.6g/cm3，称为高密度造型方法。

高密度造型的生产效率高、铸件尺寸精度高，机械加工余量少。

应用多触头高压、气冲、挤压（即垂直分型无箱射压造型）、射压、静压等造型机制成砂型都可能达到上述的紧实密度，因而国内外应用日益普遍。

为了具体说明湿型砂的性能和控制范围，本文数据搜集大部分取自上世纪90年代中外公开发行刊物。

还有一部分数据是由国内各工厂的工程师提供的，凡属未正式发表过的都不注明工厂名称，所列举数据只是当时情况，并不代表目前实际状况。

本文中各种性能排列顺序基本上按照日常检验的顺序和常用性。

有关型砂检测方法另有专门文章中介绍。

1 紧实率和含水量型砂的手感干湿程度是极为重要的性能，它反映型砂是否处于最适宜的造型状态。

直到1969年才找到如何用数值衡量型砂干湿程度的方法，即测定型砂的紧实率。

湿型砂不可太干，紧实率不可过低，因为型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。

湿型砂性能参数概要1.粘土砂的紧实率是指湿态的型（芯）砂在一定的紧实力的作用下其体积变化的百分比，用试样紧实前后高度变化的百分比来表示，用湿型砂锤击制样机上三锤紧实。

有效高度120mm.紧实率=紧实距离/筒高（100%）紧实率CB:32%2.含水量：粘土砂的含水量是指在105-110℃烘干能去除的水分含量，以试样烘干后失去的质量与原试样质量的比（%）表示。

检验方法一般采用烘干称重法，仪器主要为红外线快速干燥器。

含水量:3.2%3.用型砂的紧实率%和含水量的比值来衡量一种型砂的含水量是否合适。

比值为10-12比较合适.小于10，含泥量偏多型砂韧性差，大于12，含泥量偏少，对水分敏感性增大，而且透气性也偏高，易粘砂。

4.5.粘土湿型砂的透气性是指紧实后的砂样允许气体通过的能力。

透气性越高表明沙粒间孔隙过大，金属液易于渗透入沙粒。

透气性：1105. 湿态抗压强度：110-140KPA 湿态抗拉强度：＞11 KPA 抗劈强度：＞17 KPA6.表面强度表面耐磨性表面安定性＞85%湿型砂应当具有足够高的表面强度，能够经受起模轻吹下芯浇注金属液等过程的擦磨作用。

7.型砂含泥量指的都是颗粒直径小于0.02mm的组分质量分数。

含泥量有两部分组成，第一部分活性组分，有效膨润土和有效煤粉。

第二部分灰分，失效膨润土煤粉和杂质。

用适量的α-淀粉降低型砂对含水量的敏感性。

型砂含泥量全粘土12-13%比较合适8.型砂粒度直接影响透气性和铸件表面粗糙度。

型砂粒度是将测量过含泥量的型砂用筛分法测定得到。

58±2. 50-65（相当于50/140---140/50筛号）9.MB 活性膨润土量6---9%10.有效煤粉量。

通过测定灼烧减量即燃损值和挥发量，含碳量，固定碳含量等参数作为推测有效煤粉量的参考。

灼烧减量即燃损值为3.5---5%汇总：孙科2018.11.18。

湿型砂的配方是怎样定出的？■清华大学于震宗一. 前言要想生产出优良品质的湿砂型铸件，必须使用优秀性能的湿型砂。

湿型砂性能的获得，除了要使用优质的原材料和良好的混制工艺以外，还需要有一个合理的配方。

同一种造型方法、同一种类型铸件和同样的品质要求，国内外的湿型砂性能要求是基本类似的，可以互相参考借鉴。

例如国内外稳定生产中小灰铸铁件单一砂的型砂性能都基本上符合下表所示。

各项性能都是从造型处取样的测定结果。

含泥量是指型砂而言；有效膨润土量是指5.00g型砂用0.20％浓度试剂纯亚甲基蓝溶液的滴定量[mL]；有效煤粉量是指1.00g 型砂900℃的发气量[mL]。

性能的波动范围根据铸件大小、厚薄和结构、以及清理方法不同而异，一般情况可取中间值。

至于混砂配方的确定则各工厂可能有较大出入。

铸铁湿型砂批料配方的最主要组成物是旧砂，此外还补充加入原砂、水、膨润土、煤粉。

在生产中旧砂和新砂加入量的比例并不经常变化，通常将旧砂和新砂量之和做为100%。

膨润土、煤粉和水的加入量可能随时调整，因此将这三种材料加入量按超过100%计算。

下表为某些工厂生产中等大小灰铸铁件的单一砂批料配方的例子。

原材料为内蒙砂、优质膨润土、优质煤粉；砂铁比5～7；落砂时树脂砂芯混入旧砂中约占旧砂量的0.5～2％；无旧砂除尘冷却装置；铸件经抛丸清理。

型砂干湿程度根据手捏的感觉或紧实率检测值，含水量为参考值。

2版）第103～104页的表格中列举了国內9家著名大型铸造工厂的铸铁单一湿型砂。

膨润土加入量有的为2～4％，还有极个别的高达5％。

煤粉加入量有的为0.75～2％，也有的高达3～4％。

至于民营中小铸造工厂的批料加入量可能有更大差异。

混砂加水量取决于型砂的干湿程度。

并不给出具体加入量。

以下将讨论其他几种批料的加入量是如何确定的。

二. 膨润土的批料加入量在生产中都是根据型砂试样的湿压强度来确定膨润土加入量是否足够。

补加膨润土的目的是补充膨润土被烧损的损失，另一方面，新加入材料如新砂、混入芯砂和煤粉也需要靠加入膨润土进行黏结使具有足够强度。

砂型铸造-湿型铸造1 概述粘土砂型可分为湿型、干砂型和表面烘干砂型。

三者之间的主要差别在于：湿型是造好的砂型不经烘干，直接浇入高温金属液体；干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘干；表面烘干砂型只在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度（一般5～10mm，大件20mm以上）。

目前，湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，大约占所有砂型使用量的60～70％，但是这种方法还不适合很大或很厚实的铸件。

表面烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力，缩短生产周期，所以曾在中型和较大型铸铁件的生产中推广过。

通常采用较粗砂粒（使有高的透气性），加入较多粘土和水分，有时还在型砂中加1～2％的木屑（提高抗夹砂结疤能力），其型腔表面必须涂敷涂料。

干型主要用于重型铸铁件和某些铸钢件，为了防止烘干时铸型开裂，一般在加入膨润土的同时还加入普通粘土。

干型主要靠涂料保证铸件表面质量。

其型砂和砂型的质量比较容易控制，但是砂型生产周期长，需要专门的烘干设备，铸件尺寸精度较差，因此，近些年的干型，包括表面烘干的粘土政型已大部分被化学粘结的自硬砂型所取代。

2 湿型铸造2.1湿型铸造特点湿型铸造法的基本特点是砂型（芯）无需烘干，不存在硬化过程。

其主要优点是生产灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程的机械化和自动化；材料成本低；节省了烘干设备、燃料、电力及车间生产面积；延长了砂箱使用寿命等。

但是，采用湿型铸造，也容易使铸件产生一些铸造缺陷，如：夹砂、结疤、鼠尾、粘沙、气孔、砂眼、胀砂等。

随着铸造科学技术的发展，对金属与铸型相互作用原理的理解更加深刻；对型砂质量的控制更为有效；加上现代化砂处理设备使型砂质量得到了一定保证；先进的造型机械使型砂紧实均匀，起模平稳，铸型的质量较高，促进了湿型铸造方法应用范围的扩大。

例如汽车、拖拉机、柴油机等工业中，质量在300～500kg 以下的薄壁铸铁件，现都已成功地采用湿型铸造。

湿型砂材料湿型铸造用型砂的组成物除了旧砂、新砂以外，还加入水、膨润土、煤粉等材料。

此外还有可能加入其它附加物如糊精、 －淀粉、重油液、纸浆废液、糖浆、木粉等。

膨润土和其它附加物与水形成粘稠糊状膜包覆在砂粒表面上形成湿型砂所要求的强度、塑性、韧性等特性。

目前我国有些中、小铸造工厂的湿型铸件表面品质不良和废品率高的主要原因之一大多是原材料选用不当，又不对购入原材料进行严格的检验。

本文中将介绍一些国内外铸造工厂所用湿型砂材料的实际情况，所列举的一些数据只是当时取样检测得到的，或是引自国内外文献，或是当时从个别商品中取样测定的结果，并不代表目前该地区产品的质量状况。

国内原材料产地仅用县或市名，不具体说明生产工厂的名称和地址。

本文写作中参照了几种国家标准和机械行业标准：GB/T 2684-2009 铸造用原砂及混合料试验方法；GB/T 212-2001 煤的工业分析方法；JB/T 9221-1999 铸造用湿型砂有效膨润土及有效煤粉试验方法；JB/T 9222-2008 湿型铸造用煤粉；JB/T 9227-1999 铸造用膨润土和粘土；JB/T 9442-1998铸造用硅砂。

1 原砂（新砂）1.1 引言砂粒是型砂的最主要组成物，每次混制湿型砂时都要向回用砂中补充一些砂粒。

加入原砂（新砂）的目的是：①在铸造过程中，有些砂粒破碎成为微细颗粒和粉尘而被除尘系统排除，还有些粘附在铸件表面而被清理掉。

另外，如果旧砂的落砂和破碎设备效果差，旧砂团块会随铸件跑掉或被筛掉。

因而必须添加新原砂以补充砂粒损失和保持砂系统的总砂量不变。

②旧砂泥分的主要组分是膨润土和煤粉，也还含一些灰分（包括膨润土和煤粉受热而被部分地烧损变成的死粘土和死煤粉，以及混砂加入的原砂、膨润土和煤粉带入的惰性粉尘）。

在回用旧砂砂处理和运输过程中，一部分泥分（包括灰分）被除尘系统清除出去，但仍然有一部分残留下来，并且进入新混制的型砂中而影响型砂性能。

加入新砂可使型砂中的含泥量保持平衡和和冲淡型砂中的灰分。

湿型砂的配方是怎样定出的？■清华大学于震宗一. 前言要想生产出优良品质的湿砂型铸件，必须使用优秀性能的湿型砂。

湿型砂性能的获得，除了要使用优质的原材料和良好的混制工艺以外，还需要有一个合理的配方。

同一种造型方法、同一种类型铸件和同样的品质要求，国内外的湿型砂性能要求是基本类似的，可以互相参考借鉴。

例如国内外稳定生产中小灰铸铁件单一砂的型砂性能都基本上符合下表所示。

各项性能都是从造型处取样的测定结果。

含泥量是指型砂而言；有效膨润土量是指5.00g型砂用0.20％浓度试剂纯亚甲基蓝溶液的滴定量[mL]；有效煤粉量是指1.00g 型砂900℃的发气量[mL]。

性能的波动范围根据铸件大小、厚薄和结构、以及清理方法不同而异，一般情况可取中间值。

至于混砂配方的确定则各工厂可能有较大出入。

铸铁湿型砂批料配方的最主要组成物是旧砂，此外还补充加入原砂、水、膨润土、煤粉。

在生产中旧砂和新砂加入量的比例并不经常变化，通常将旧砂和新砂量之和做为100%。

膨润土、煤粉和水的加入量可能随时调整，因此将这三种材料加入量按超过100%计算。

下表为某些工厂生产中等大小灰铸铁件的单一砂批料配方的例子。

原材料为内蒙砂、优质膨润土、优质煤粉；砂铁比5～7；落砂时树脂砂芯混入旧砂中约占旧砂量的0.5～2％；无旧砂除尘冷却装置；铸件经抛丸清理。

型砂干湿程度根据手捏的感觉或紧实率检测值，含水量为参考值。

2版）第103～104页的表格中列举了国內9家著名大型铸造工厂的铸铁单一湿型砂。

膨润土加入量有的为2～4％，还有极个别的高达5％。

煤粉加入量有的为0.75～2％，也有的高达3～4％。

至于民营中小铸造工厂的批料加入量可能有更大差异。

混砂加水量取决于型砂的干湿程度。

并不给出具体加入量。

以下将讨论其他几种批料的加入量是如何确定的。

二. 膨润土的批料加入量在生产中都是根据型砂试样的湿压强度来确定膨润土加入量是否足够。

补加膨润土的目的是补充膨润土被烧损的损失，另一方面，新加入材料如新砂、混入芯砂和煤粉也需要靠加入膨润土进行黏结使具有足够强度。

湿型砂性能要求及检测方法高质量型砂应当具有为铸造出高质量铸件所必备的各种性能。

根据铸件合金的种类，铸件的大小、厚薄、浇注温度、金属液压头、砂型紧实方法、紧实比压、起模方法、浇注系统的形状、位置和出气孔情况，以及砂型表面风干情况等的不同，对湿型砂性能提出不同的要求。

最主要的，即直接影响铸件质量和造型工艺的湿型性能有水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥量、有效粘土含量、颗粒组成、缅化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性、抗粘砂性等。

3.1水分、最适宜湿程度和紧实率为了得到所需要的湿态强度和韧性，粘土砂必须含有适量水分，太干或太湿均不适于造型，也难铸造出合格铸件。

因此，型砂的干湿程度必须保持在一个适宜的范围内。

判断型砂干湿程度有以下几种方法：（l ）水分也叫含水量或湿度它是表示型砂中所含水分的质量百分数，这是一般工厂中确定型砂干湿程度最常用的传统方法。

测定的原理是称取定量的型砂，放入105 ～110 ℃ 烘干装置中使之干燥，由烘干前后的质量差异计算出型砂的水分。

2 ）手捏感觉有实际操作的混砂或造型工人常根据用手捏型砂时砂是否容易成团和是否沾手来判断型砂的干湿程度，还根据捏紧动作中砂是否柔软和变形情况来判断型砂的可塑性；根据手指掐碎砂团时用力大小来判断型砂的强度是否合适。

（3 ）紧实率是指湿型砂用1MPa 的压力压实或者在鼓击式制作机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示，见图1 ，即紧实率= ［（筒高一紧实距离）筒高］×100% 。

手工和机器造型用型砂最适干湿状态下的紧实率接近50 ％；高压造型和气冲造型时为35 ～45 ％；挤压造型时为35 ～40 ％；不管型砂中有效膨润上、煤粉和灰分的含量有多少，只要将紧实率控制在上述范围内，手捏感觉的干湿程度就处于最适宜状态。

这时型砂的水分可称为最适宜水分。

图1 紧实率测定法示意图a）填满型砂b）刮去多余型砂c）紧实3.2透气性紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力称为透气性。